Redukcja rozmiarów spektrometru masowego dzięki nanorurkom

Próbka umieszczona na źródle jonizacji naprzeciw spektrometru/ Pudue Univ.

Ręczne spektrometry masowe o zmniejszonym rozmiarze mogą w niedługim czasie zrewolucjonizować testy medyczne, analizy żywności, wykrywanie materiałów wybuchowych i wiele innych dziedzin, gdzie ważna jest szybka identyfikacja składu chemicznego. Poważnym krokiem w kierunku komercjalizacji takich urządzeń jest praca naukowców z Purdue University (USA) i Indian Institute of Technology Madras (Indie), w której, dzięki powłoce z nanorurek, którą pokryto badaną próbkę, udało się 1000-krotnie zmniejszyć napięcie elektryczne konieczne do analizy. Równocześnie otrzymany sygnał z urządzenia był pozbawiony szumów.

Technika jonizacji o nazwie PaperSpray(TM) polega na pobraniu próbki poprzez wytarcie danego badanego przedmiotu specjalnym papierem pokrytym nanorurkami i nasączonym rozpuszczalnikiem lub na umieszczeniu na jego powierzchni kilku kropel badanej substancji. Następnie wycina się trójkątny fragment nasączonego papieru i wkłada do przystawki dołączonej do spektrometru masowego, gdzie pod wpływem napięcia elektrycznego następuje jonizacja próbki i rozpuszczalnika. Tak zjonizowane substancje są następnie próżniowo wysysane do spektrometru masowego, gdzie następuje fragmentacja cząsteczek chemicznych na podstawie której można określić skład próbki. Nanorurki pełnią w tej analizie rodzaj wzmacniacza sygnału, dzięki czemu można zmniejszyć wymagane napięcie elektryczne. Naukowcy zaobserwowali, że użycie nanorurek również znacznie ograniczyło szum w stosunku do sygnału. Na razie nie jest znane wytłumaczenie tego fenomenu. Istotne jest to, że dzięki nanorurkom i zmniejszeniu napięcia elektrycznego można analizować bardziej niestabilne cząsteczki.

Zmniejszenie wymaganego napięcia pozwala na redukcję wielkości stosowanych baterii i zbudowanie podręcznych spektrometrów masowych w dodatku o niższej cenie.

(pj)